CN110607524A - 一种橡胶密封件骨架的表面处理工艺 - Google Patents
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Abstract
一种橡胶密封件骨架的表面处理工艺，至少包括以下步骤，金属基材脱脂步骤，使用无磷水基脱脂剂对金属骨架表面进行脱脂处理；酸洗步骤，使用酸洗剂进行二次酸洗工艺，对所述金属骨架表面进行酸洗处理；陶化步骤，使用硅烷陶化剂处理所述金属骨架，在所述金属骨架表面形成纳米级的陶化膜；耦合步骤，使用水溶性硅烷偶联剂对所述金属骨架表面进行耦合处理；涂装步骤，使用浸胶的方式对所述金属骨架表面进行胶黏剂的涂附；硫化步骤，将所述金属骨架与橡胶件进行粘接。本发明一套工艺使用陶化处理替代磷化处理，防止了磷化废水的出现。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶生产技术领域，具体涉及一种橡胶密封件骨架的表面处理工艺。
背景技术
目前在带金属骨架的橡胶行业，多数采用以下两种表面处理方式：一种是磷酸盐类表面处理技术；另一种是机械表面处理技术，例如抛丸、喷砂等，其中以磷酸盐表面处理技术为主。磷酸盐表面处理技术是以磷化液为主要原料，磷化液中主要含磷酸盐及磷酸，通过化学反应在金属表面形成结晶皮膜，达到金属骨架后期防锈和便于涂装的目的。磷化表面处理技术优点在于处理成本低，技术成熟，磷化液种类繁多，可以依据工件及要求进行选择，皮膜较厚防锈性能较好，储存时间长；缺点在于对设备腐蚀较为严重，化学反应复杂，给问题解决带来困扰。最重要的是随着环保要求的提高，污水处理成本愈趋高昂，甚至部分地区要求工业废水零磷排放，对企业的污水处理能力提出了更高的要求，极大的增加污水处理成本。磷化液毒性较高，为减少处理时间得到更好的磷化膜，磷化处理过程往往加入强氧化剂作为磷化促进剂，例如常用促进剂是致癌物亚硝酸钠。所以现有的金属骨架磷化处理方式的废水不易处理。
发明内容
本发明的目的是提供一种橡胶密封件骨架的表面处理工艺，本发明一套工艺使用陶化处理替代磷化处理，防止了磷化废水的出现。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种橡胶密封件骨架的表面处理工艺，至少包括以下步骤，
金属基材脱脂步骤，使用无磷水基脱脂剂对金属骨架表面进行脱脂处理；
酸洗步骤，使用酸洗剂进行二次酸洗工艺，对所述金属骨架表面进行酸洗处理；
陶化步骤，使用硅烷陶化剂处理所述金属骨架，在所述金属骨架表面形成纳米级的陶化膜；
耦合步骤，使用水溶性硅烷偶联剂对所述金属骨架表面进行耦合处理；
涂装步骤，使用浸胶的方式对所述金属骨架表面进行胶黏剂的涂附；
硫化步骤，将所述金属骨架与橡胶进行粘接。
作为本发明的优选，所述的二次酸洗工艺包括用于一道酸洗以及二道酸洗，所述的一道酸洗为使用高浓度酸洗剂对所述金属骨架清洗87～91秒；所述的二道酸洗为使用低浓度酸洗剂对所述金属骨架清洗20秒。
作为本发明的优选，所述的高浓度酸洗剂包括33％的工业盐酸、水(实际自来水)以及5％的酸洗促进剂，其中33％的工业盐酸与水的比例为1：1；所述的低浓度酸洗剂包括33％的工业盐酸、水以及5％的酸洗促进剂，其中33％的工业盐酸与水的比例为1：10。
作为本发明的优选，所述的二道酸洗完成后，所述金属骨架表面的粗糙度大于等于Ra0.5。
作为本发明的优选，所述的耦合步骤中在所述的水溶性硅烷偶联剂中加入水溶性的防锈提升剂。
作为本发明的优选，所述的陶化步骤中，使用翻滚进入方式将所述金属骨架浸入所述硅烷陶化剂进行陶化处理5-8分钟。
作为本发明的优选，所述的耦合步骤后进行离心机风干步骤，离心机风干步骤中烘干温度为50℃～150℃，烘干时间为8～30分钟。
作为本发明的优选，所述的涂装步骤中使用的所述胶黏剂中加入深棕色或黑色或深灰色染色剂。
作为本发明的优选，所述的金属基材脱脂步骤、所述的酸洗步骤、所述的陶化步骤之后均会实施水洗步骤，所述的水洗步骤中金属骨架在水洗槽中的水洗时间小于30秒。
作为本发明的优选，所述的陶化步骤中使用的所述的硅烷陶化剂的浓度为 35％～40％。
综上所述，本发明具有如下有益效果：
在保证金属骨架与橡胶之间的粘结强度的基础上，且保证能够有效形成防锈膜的前提下使用陶化替代了磷化，大幅提升了生产效率和生产过程的环保性。
附图说明
图1为本发明实施例的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明实施例包括以下依次执行的步骤，
金属基材脱脂步骤，使用无磷水基脱脂剂对金属骨架表面的防锈油污进行脱脂处理；
水洗步骤，对金属骨架进行水洗以清除残留的无磷水基脱脂剂，金属骨架在水洗槽中的水洗时间小于30秒；
酸洗步骤，使用酸洗剂进行二次酸洗工艺，对金属骨架表面进行酸洗处理，二次酸洗工艺的两个工艺目的为去除金属骨架表面的固态油污、氧化层以及锈蚀以及提升金属骨架表面粘结强度；
水洗步骤，对金属骨架进行水洗以清除残留的酸洗剂，金属骨架在水洗槽中的水洗时间小于30秒；
陶化步骤，使用浓度为35％～40％的硅烷陶化剂处理金属骨架，在金属骨架表面形成纳米级的陶化膜，本步骤中使用翻滚进(浸)入方式将金属骨架浸入硅烷陶化剂进行陶化处理5-8分钟，使用不间断翻滚的方式防止骨架间相互粘合，影响处理效果；
水洗步骤，对金属骨架进行水洗以清除残留的硅烷陶化剂，金属骨架在水洗槽中的水洗时间小于30秒；
耦合步骤，使用水溶性硅烷偶联剂对金属骨架表面进行耦合处理，以提升胶黏剂和陶化膜的结合力，本步骤中在水溶性硅烷偶联剂中加入水溶性的防锈提升剂以提升金属骨架的防锈性能，水溶性的防锈提升剂占水溶性硅烷偶联剂比例大于3％，且小于10％；
离心机风干步骤，对金属骨架使用加热型离心机对其表面进行烘干，本步骤中烘干温度为50℃～150℃，本实施例优选80℃，烘干时长为8～30分钟本实施例优选15分钟。
冷风冷却步骤，对金属骨架使用冷风机进行冷却；
涂装步骤，使用浸胶的方式对金属骨架表面进行胶黏剂的涂附，胶黏剂的作用是将橡胶粘接在金属骨架表面，本步骤中使用的胶黏剂中加入深棕色或黑色或深灰色染色剂，有金属骨架在处理前也可能会生锈，酸洗处理后有灰色斑点，影响外观质量，加入深色染色剂可以覆盖灰色斑点；
硫化步骤，将金属骨架与橡胶进行粘接，该步骤中粘结机理为橡胶中的羟基、自由基、双键等与胶黏剂中的自由基、羟基、双键起反应，粘接后形成橡胶产品。
本发明实施例中二次酸洗工艺包括用于一道酸洗以及二道酸洗，一道酸洗为使用高浓度酸洗剂对金属骨架在常温下清洗87～91秒，一道酸洗的目的为以快速去除金属骨架表面的固态油污、氧化层以及锈蚀；二道酸洗为使用低浓度酸洗剂对金属骨架在常温下清洗20秒，二道酸洗的目的是让陶化膜与金属有更大的接触面，以提升金属骨架与橡胶的粘结面积，达到提升粘结强度的目的。一道酸洗与二道酸洗之间对金属骨架进行水洗以防止高浓度酸洗剂残留金属骨架表面时间过久使得金属骨架出现氢脆，其中二道酸洗中使用低浓度酸洗剂的目的为了防止金属骨架氢脆的出现。高浓度酸洗剂包括33％的工业盐酸、水以及 5％的酸洗促进剂，其中33％的工业盐酸与水的比例为1：1；低浓度酸洗剂包括 33％的工业盐酸、水以及5％的酸洗促进剂，其中33％的工业盐酸与水的比例为1： 10。二道酸洗完成后，金属骨架表面的粗糙度大于等于Ra0.5。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种橡胶密封件骨架的表面处理工艺，其特征在于：至少包括以下步骤，
金属基材脱脂步骤，使用无磷水基脱脂剂对金属骨架表面进行脱脂处理；
酸洗步骤，使用酸洗剂进行二次酸洗工艺，对所述金属骨架表面进行酸洗处理；
陶化步骤，使用硅烷陶化剂处理所述金属骨架，在所述金属骨架表面形成纳米级的陶化膜；
耦合步骤，使用水溶性硅烷偶联剂对所述金属骨架表面进行耦合处理；
涂装步骤，使用浸胶的方式对所述金属骨架表面进行胶黏剂的涂附；
硫化步骤，将所述金属骨架与橡胶密封件进行粘接。
2.根据权利要求1所述的一种橡胶密封件骨架的表面处理工艺，其特征在于：所述的二次酸洗工艺包括用于一道酸洗以及二道酸洗，所述的一道酸洗为使用高浓度酸洗剂对所述金属骨架清洗87～91秒；所述的二道酸洗为使用低浓度酸洗剂对所述金属骨架清洗20秒。
3.根据权利要求2所述的一种橡胶密封件骨架的表面处理工艺，其特征在于：所述的高浓度酸洗剂包括33％的工业盐酸、水以及5％的酸洗促进剂，其中中33％的工业盐酸与水的比例为1：1；所述的低浓度酸洗剂包括33％的工业盐酸、水以及5％的酸洗促进剂，其中中33％的工业盐酸与水的比例为1：10。
4.根据权利要求2所述的一种橡胶密封件骨架的表面处理工艺，其特征在于：所述的二道酸洗完成后，所述金属骨架表面的粗糙度大于等于Ra0.5。
5.根据权利要求1所述的一种橡胶密封件骨架的表面处理工艺，其特征在于：所述的耦合步骤中在所述的水溶性硅烷偶联剂中加入水溶性的防锈提升剂。
6.根据权利要求1所述的一种橡胶密封件骨架的表面处理工艺，其特征在于：所述的陶化步骤中，使用翻滚进入方式将所述金属骨架浸入所述硅烷陶化剂进行陶化处理5-8分钟。
7.根据权利要求1所述的一种橡胶密封件骨架的表面处理工艺，其特征在于：所述的耦合步骤后进行离心机风干步骤，离心机风干步骤中烘干温度为50℃～150℃，烘干时间为8～30分钟。
8.根据权利要求1所述的一种橡胶密封件骨架的表面处理工艺，其特征在于：所述的涂装步骤中使用的所述胶黏剂中加入深棕色或黑色或深灰色染色剂。
9.根据权利要求1所述的一种橡胶密封件骨架的表面处理工艺，其特征在于：所述的金属基材脱脂步骤、所述的酸洗步骤、所述的陶化步骤之后均会实施水洗步骤，所述的水洗步骤中金属骨架在水洗槽中的水洗时间小于30秒。
10.根据权利要求1所述的一种橡胶密封件骨架的表面处理工艺，其特征在于：所述的陶化步骤中使用的所述的硅烷陶化剂的浓度为35％～40％。
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|---|---|---|---|---|
| CN114836742A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-08-02 | 天津富士达体育用品有限公司 | 一种新型陶化表面处理工艺 |
| CN117328056A (zh) * | 2023-09-29 | 2024-01-02 | 无锡伏尔康科技有限公司 | 一种高弹联轴器用金属骨架的表面处理工艺 |
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